Поршень с газостатической разгрузкой

 

Изобретение относится к области машиностроения. Целью изобретения является повышение надежности работы поршня за счет обеспечения его устойчивого центрирования путем повышения давления в камере питания. При движении поршня 1 из крайнего нижнего положения торец ступенчатого плунжера 14, перемещаясь по осевой расточке 13, перекрывает устье канала 9 и начинает сжимать газ. В положении, когда совмещаются устье радиального канала 24 и кольцевая проточка 18, газ по осевому каналу, выполненному на торце запрессованной в расточку 13 втулки 15, и радиальным каналам 17, поступает в полость 16, выполненную в ступени меньшего диаметра плунжера 14. При движении поршня 1 из крайнего верхнего положения в момент, когда совместится кольцевая проточка 18 с устьем канала 22, сжатый газ из полости 16 по заглушенному глухому осевому каналу и радиальному каналу 23 поступает в камеру питания. При дальнейшем движении поршня 1 в сторону торца цилиндра ступень меньшего диаметра плунжера 14 дополнительно сжимает газ в камере питания, откуда он через каналы 11 и дроссельные устройства 12 поступает в зазор 4, обеспечивая газостатическую разгрузку поршня. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1479773 А1 (51) 4 F 16 1 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4310389/25-29 (22) 29.09.87 (46) 15.05.89. Б10л. й- 18 (75) Д.Е.Павлов и Е.С.Павлов (53) 62 1.436:038.5(088.8) (56) Патент США Р 3001609, кл. 184-18, 1961.

Авторское свидетельство СССР

Ф 601499, кл. F 16 J 1/00, 1976.

3 (54) ПОРШЕНЬ С ГАЗОСТАТИЧЕСКОЙ РАЗГРУЗКОЙ (57) Изобретение относится к области машиностроения. Целью изобретения является повышение надежности работы поршня за счет обеспечения его устойчивого центрирования путем повышения давления в камере питания. При двщкении поршня 1 из крайнего нижнего по1479773 ложения торец ступенчатого плунжера

14, перемещаясь по осевой расточке

13, перекрывает устье канала 9 и на- . чинает сжимать газ. В положении, когда совмещаются устье радиального канала 24 и кольцевая проточка 18, газ по осевому каналу, выполненному на торце запрессованной в расточку 13 втулки 15, и радиальным каналам 17, поступает в полость 16, выполненную в ступени меньшего диаметра плунжера 14. При движении поршня 1 иэ крайнего верхнего положения в момент, Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в аппаратах, предназначенных для сжатия чистых газов.

Цель изобретения — повышение надежности работы поршня за счет обеспечения устойчивого его центрирования путем повышения давления сжатия в камере питания. 1О

На фиг.,1 представлено устройство в крайнем нижнем положении поршня, общий вид; на фиг. 2 — то же, в его крайнем верхнем положении.

Поршень 1 с газостатической разгрузкой снабжен шатуном 2 и размещен в цилиндре 3 с зазором 4 относительно его стенки 5. В поршне 1 выполнена камера питания, включающая верхнюю 6 и нижнюю 7 части. Верхняя часть .6 20 камеры питания сообщена каналами 8 и 9 через узел повышения. давления с полостью 10 сжатия цилиндра 3, Нижняя часть 7 камеры питания сообщена каналами 11 через дроссельные устрой- 25 ства 12 с зазором 4 между поршнем 1 и стенкой 5 цилиндра 3.

В поршне 1 выполнена осевая расточка 13. С торцом цилиндра 3 жестко соединен ступенчатый плунжер 14, а в 30 осевую расточку 13 запрессована втулка 15, образующая с плунжером 14 двухступенчатый узел повышения давления. В ступени меньшего диаметра плунжера 14 выполнены полость 16 и радиальные каналы 17, сообщенные с концевыми участками. Устья каналов 17 связаны между собой кольцевой канав-! когда совместится кольцевая проточка

18 с устьем канала 22, сжатый гаэ иэ полости 16 по заглушенному глухому осевому каналу и радиальному каналу 23 поступает в камеру питания.

При дальнейшем движении поршня 1 в сторону торца цилиндра ступень мень шего диаметра плунжера 14 дополнительно сжимает газ в камере питания, откуда он через каналы 11 и дроссельные устройства 12 поступает в зазор 4, обеспечивая rазостатическую разгрузку поршня. 2 ил. кой 18. Полость 16 выполнена путем расточки плунжера 14 и со стороны его торца заглушена с помощью заглушки 19.

На диаметрально противоположных участках втулки 15 выполнены глухие осевые каналы 20 и 21 и радиальные каналы 22 — 24. Со стороны торца втулки 15 осевой канал 20 перекрыт заглушкой 25, а со стороны боковой поверхности втулки 15 радиальные каналы 23 и 24 перекрыты заглушками 26.

В крайних положениях поршня 1 радиальные каналы 17 ступени меньшего диаметра плунжера 14 совмещены с одним из радиальных каналов втулки 15.

Между внутренней поверхностью расточки поршня по диаметру D и наружной поверхностью плунжера по диаметру D выполнен зазор 27. Между боковой поверхностью плунжера 14 пе диаметру d и внутренней поверхностью втулки по диаметру d выполнен зазор 28. Наличие зазоров 4,27 и 28 обеспечивает возможность радиального смещения поршня

1 под действием сил инерции и давления газа. Всасывание и нагнетание газа производится через соответствующие клапаны 29 и 30, размещенные на торце цилиндра 3.

Поршень с газостатической разгрузкой работает следующим образом.

После заполнения системы газом и перемещения поршя 1 вверх плунжер 14 своим торцом с диаметром D отсекает канал 9 и гаэ, находящийся в замкнутом объеме верхней полости камеры питания, начинает сжиматься. Газ, нахо1479773 дящийся в полости 10 сжатия, также начинает сжиматься, а клапан 29 закрывается. В крайнем верхнем положении поршня 1 сжатый газ иэ полости 24 выходит через открывшийся клалан 30, а

5 сжатый газ из полости 13 начинает перетекать по каналам 21 и 24 в кольцевую проточку 18 и далее по радиальным каналам 17 в полость 16, где и аккумулируется.

Гаэ, находящийся в это время в полости нагнетания, также сжимается и перетекает по каналам 11 через дроссельные устройства 12 в зазор 4.

При последующем ходе поршня 1 вниз полость 16 отсекается от полости 15, а полость 10 сжатия начинает заполняться газом через открывающийся клапан 29. При открытии устья канала 9 газ из полости 10 сжатия перетекает в полость 13, а газ, находя. щийся под давлением в полости 16, начинает перетекать по каналам 17 и кольцевой проточке 18, каналам 20—

23 в полость нагнетания. При последующем ходе поршня 1 вверх газ в полости 10 опять начинает сжиматься, а газ, находящийся в полости нагнетания, начинает повторно сжиматься и с давлением, превосходящим давление в полости 10 сжатия, начинает вытекать по каналам через дроссельные устройства 12 в зазор 4 между поршнем 1 и стенкой 5 цилиндра.

Перемещение поршня 1 по диаметрам

D u d плунжера 14 происходит только в период пуска и остановки компрессора ° В установившемся режиме работы компрессора поршень 1 работает беэ контакта с цилиндром 3 и плунжером 11 за счет газостатического подвеса поршня 1 только по зазору 4 и воэможности радиального смещения поршня.

Формула изобретения

Поршень,с гаэостатической разгрузкой, размещенный в цилиндре с зазором относительно его стенки, в котором выполнена камера питания, сообщенная каналами через узел повышения давления с полостью сжатия цилиндра, а через дроссельные устройства — с зазором между поршнем и цилиндром, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в поршне выполнена осевая расточка, узел повышения давления выполнен двухступенчатым и составлен из ступенчатого плунжера, жестко связанного с торцом цилиндра, и втулки, запрессованной в осевую расточку поршня, при этом в ступени меньшего диаметра плунжера выполнены полость и сквозные радиальные каналы, на диаметральнопротивоположных участках втулки выполнены глухие осевые каналы и радиальные, сообщенные с концевыми участками осевых, один из осевых каналов заглушен, а в крайних положениях поршня радиальные каналы ступени меньшего диаметра плунжера совмещены с одним иэ радиальных каналов втулки.

) 479773

Составитель Л.Фокин

Техред М.Ходанич. Корректор С.Патрушева

Редактор И.Касарда

Заказ 2528/38 Тираж 722 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101